1、第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 成熟的檸檬酸發(fā)酵醪中，除含有主產(chǎn)物檸檬酸之外，還含有纖維、菌體、有機雜酸、糖、蛋白類膠體物質(zhì)、色素、礦物質(zhì)及其他代謝產(chǎn)物等雜質(zhì)，它們或來自發(fā)酵原料、或在發(fā)酵過程中生產(chǎn)，它們或溶存或懸浮于發(fā)酵醪中。通過各種理化方法，清除這些雜質(zhì)，得到符合各級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檸檬酸產(chǎn)品的全過程，即為檸檬酸生產(chǎn)的下游工程檸檬酸生產(chǎn)的下游工程。它是一個確保產(chǎn)物“豐收”，提高企業(yè)效益的生產(chǎn)系統(tǒng)工程。下游提取工藝有下游提取工藝有：鈣鹽離子交換工藝鈣鹽離子交換工藝：是將離子交換樹脂脫鹽工藝引入鈣鹽法提取檸檬酸的工藝。此法總收率可達到80%90%，且操作簡單，易掌握。液液-液萃取工藝液萃取工藝：用有機溶劑

2、做萃取劑，將水溶液中的主要產(chǎn)物萃取到有機相中富集，其他雜質(zhì)留存于萃余相中被棄去，然后用純水從有機相中將主要產(chǎn)物反萃取到水相中富集，從而得到較純的產(chǎn)物，這一工藝稱為液-液萃取工藝。全離子交換法提取工藝全離子交換法提取工藝：檸檬酸是-羥基三羧酸，在水中很容易解離成H+和H2Ci-、HCi2-、Ci3-離子，故可利用陰離子交換樹脂從檸檬酸發(fā)酵醪中吸交檸檬酸根離子，然后用堿（NaOH或NH4OH）解析得檸檬酸鈉（或檸檬酸銨）液?；蛴脧娝峄驘崴疵摚ń馕觯┇@得檸檬酸液。電滲析提取工藝電滲析提取工藝：電滲析是一種膜技術(shù)。它是在離子交換樹脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，可用于從檸檬酸發(fā)酵醪中提取檸檬酸，但所得檸檬

3、酸產(chǎn)品易炭化物含量較高，其質(zhì)量僅符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。連續(xù)離子交換法提取工藝連續(xù)離子交換法提取工藝 即料液和樹脂都處于流動狀態(tài)，一般作對向流動，整個操作完全連續(xù)，故稱連續(xù)離子交換法。 基本原理是，固體吸附劑依次經(jīng)歷一個由特定步驟組成的循環(huán)過程，在這些步驟中，固體吸附劑均與一種流體相接觸，通過改變流體相的性質(zhì)和組成，吸附劑在一個步驟（吸附）中將吸附一種被吸附物 ，而在下一個通常稱為再生或洗脫的步驟中，吸附劑把被吸附物釋放出來。色譜分離（色譜分離（ILCS）工藝）工藝 該工藝由中科院生態(tài)環(huán)境中心研究成功，目前仍處于實驗性生產(chǎn)階段。主要特點是：a、采用對檸檬酸分子具有高效分離特性的離子交換樹脂作分離材料，

4、從發(fā)酵液中分離出檸檬酸；b、強化了發(fā)酵過濾液的預(yù)處理工作，除去非檸檬酸雜質(zhì)，使成品中易炭化物含量達標(biāo)；c、提取液中檸檬酸濃度可達20%40%，減少蒸發(fā)能耗； d、從發(fā)酵液中總酸算起，總收率可達85%90%。n靠這些方法將檸檬酸從體積大、雜質(zhì)多的發(fā)酵醪中提取出來，再經(jīng)過脫色、過濾、除鹽、濃縮、結(jié)晶、干燥等，進一步精制而獲得成品檸檬酸。 在當(dāng)前世界檸檬酸工業(yè)中最廣泛采用的工藝是鈣鹽離子交換法。第二節(jié)第二節(jié) 鈣鹽離子交換工藝鈣鹽離子交換工藝發(fā)酵醪發(fā)酵醪預(yù)處理預(yù)處理過濾過濾復(fù)濾復(fù)濾濾液濾液中和中和過濾過濾洗鈣洗鈣調(diào)漿調(diào)漿酸解酸解過濾過濾復(fù)濾復(fù)濾粗檸檬酸液粗檸檬酸液活性炭?；钚蕴苛ｊ栯x子交換柱陽離子交換

5、柱菌渣菌渣陰離子交換柱陰離子交換柱凈化液凈化液精濾精濾預(yù)熱預(yù)熱蒸發(fā)蒸發(fā)結(jié)晶結(jié)晶離心離心淡有機廢水淡有機廢水濕晶濕晶干燥干燥篩分篩分筒倉筒倉包裝包裝入庫入庫成品成品濕石膏渣濕石膏渣濃有機廢水濃有機廢水9090水水9090水水CaCOCaCO3 3H H2 2S0S04 47070水水洗晶水洗晶水母液母液等外品等外品（一）發(fā)酵醪的預(yù)處理（一）發(fā)酵醪的預(yù)處理1、薯干原料產(chǎn)物的組分： 檸檬酸、草酸、葡萄糖酸、其他雜酸、殘總糖、蛋白質(zhì)、纖維及菌體。2、發(fā)酵醪預(yù)處理目標(biāo)目標(biāo):為檸檬酸的提取工作創(chuàng)造一個好的條件。操作操作:將發(fā)酵醪加熱至7590，時間易短不宜長。作用作用:a、殺滅檸檬酸產(chǎn)生菌和雜菌，終止發(fā)酵

6、，防止檸檬酸被代謝分解。b、使蛋白質(zhì)變性而絮凝，破壞膠體，降低料液粘度，有利于過濾。c、使菌體中的檸檬酸部分釋放出來。熱處理要注意以下兩個問題熱處理要注意以下兩個問題：（1）溫度過高和受熱時間過長，會使菌體破裂而自溶，釋放出蛋白質(zhì)，反而使料液粘度增加，顏色褐變，不利于凈化。（2）過長時間的直接蒸汽加熱，會增加料液稀釋度，有損于收率（最好間接加熱）。（二）發(fā)酵醪過濾（二）發(fā)酵醪過濾1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)徹底除去發(fā)酵醪中的懸浮物；除去發(fā)酵醪中的草酸；盡可能減少濾液的稀釋度；把檸檬酸的損失減少到最低限度。2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)一次濾液一次濾液 檸檬酸（CAM）9.0g/dL 懸浮

7、物 0.1g/dL濾餅濾餅 含水量55%70% 檸檬酸 2.5%復(fù)濾液復(fù)濾液 檸檬酸9.0g/dL 懸浮物 5mg/L 草 酸 03.過濾的基本概念過濾的基本概念 過濾：使固、液兩相分離常用的有效方法。 其基本原理：是利用一種有很多毛很多毛細孔的物體做過濾介質(zhì)細孔的物體做過濾介質(zhì)，利用過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差為推動力，使被過濾的液體由介質(zhì)的小孔通過以得到澄清的濾液，懸浮物被截留而積聚在介質(zhì)表面形成濾餅濾餅。n過濾的阻力為介質(zhì)和濾餅之和。起主要作用的是濾餅的厚度和特性，而其特性又取決于濾餅的可壓縮性和不可壓縮性。前者為無定形的顆粒所組成，粒與粒之間的孔道隨壓強的增加而變小，因此對濾液的流動產(chǎn)生了阻力

8、，而后者為不可變顆粒所組成，粒與粒之間的孔道不隨壓強變化。檸檬酸發(fā)酵醪中的顆粒形成的濾餅，屬于可壓縮性濾餅。n濾餅的厚度達到一定程度時，則變成真正的過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)。所以在過濾開始時，往往出現(xiàn)渾濁濾液，這是因為濾漿中的固體顆粒大小不一，細小者易穿過介質(zhì)的孔隙而未被截留，當(dāng)介質(zhì)表面積有濾餅時，濾液變清，這就表示濾餅的毛細孔道較過濾介質(zhì)小，或者是濾餅在過濾介質(zhì)的孔道中起有廣泛的架橋作用。n使用任何一種過濾設(shè)備，都有一個適當(dāng)?shù)臑V餅厚度的要求，這就取決于過濾速度和濾餅的洗滌速率。過濾速度決定于推動力和阻力，當(dāng)推動力一定時，過濾速度隨過程的進行而逐漸降低。如果要求速度不變，則必須加大過程的推動力，但達到

9、一定限度時，再進行下去，是不經(jīng)濟的所以必須除去濾餅，而重新開始過濾。n濾餅中的微孔錯綜復(fù)雜，濾液充滿在這些微孔中，由于表面張力和粘著力而不能自動流出，為提高濾出物的收率，應(yīng)加清洗液清洗液將這些清洗液排出。 一般要大體洗滌干凈，只需消耗少量的清洗液，如果要完全洗滌干凈，則要消耗大量的洗滌液，但因而增加了濾液的稀釋度，在生產(chǎn)中要權(quán)衡利弊，利用適當(dāng)兩的洗滌液，達到較佳的效果。4.4.過濾機的生產(chǎn)能力過濾機的生產(chǎn)能力 過濾機的生產(chǎn)能力，通常以每單位過濾面積（m2）,在每單位時間（h）內(nèi)所能得到的產(chǎn)物量濾液（ m3）或濾餅（kg）來表示。V Vh h= =V Vt(t(過濾過濾+ +洗滌洗滌+ +裝拆裝

10、拆+ +準(zhǔn)備準(zhǔn)備) )= =V V t t 式中式中 V Vh h-生產(chǎn)能力，即每生產(chǎn)能力，即每1h1h平均所得的濾液量（平均所得的濾液量（m m3 3） V -V -一循環(huán)操作（四個階段）周期所的濾液量（一循環(huán)操作（四個階段）周期所的濾液量（m m3 3） t-t-整個循環(huán)周期的總時間（整個循環(huán)周期的總時間（h h） n過濾機的生產(chǎn)能力主要受過濾速度過濾速度所控制。由上式求得的Vh的量，除以該過濾機的總面積，即該機的平均過濾速度。5.影響過濾速度的主要因素影響過濾速度的主要因素n（1）發(fā)酵醪的性質(zhì)n（2）溫度n（3）過濾的推動力n（4）過濾介質(zhì)n（5）助濾劑n（1）培養(yǎng)基液化不良、發(fā)酵質(zhì)量不

11、佳、染菌后的發(fā)酵醪和被雜菌污染了的“陳發(fā)酵醪”以及醪中懸浮顆粒的大小、含纖維量的多寡、保持良好的菌球體或菌球體被破壞都影響過濾速度。n（2）溫度對過濾速度影響很大。n（3）檸檬酸發(fā)酵醪中的固體顆粒所形成的濾餅屬可壓縮性濾餅，注意壓力要逐漸增加，特別開始過濾時。n（4）選用過濾介質(zhì)遵循的基本條件：n濾布孔道要適中，既能使濾液流暢通過，又能截留住懸浮顆粒n必須具有化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐熱性以及適應(yīng)檸檬酸發(fā)酵醪的特性n必須具有足夠的機械強度。濾布越厚、越緊密，機械強度也越高，濾液越清，但過濾的阻力也越大。n應(yīng)該根據(jù)被過濾物料的性能和選用的過濾機的機種來選用適用的濾布。n（5）在固體顆粒細小、膠體較

12、多、粘度大的物料中加助濾劑是提高過濾速度的較好方法。助濾劑本身必須是顆粒均勻、性質(zhì)堅硬、理化性能穩(wěn)定的不可壓縮性物質(zhì)。助濾劑可以在過濾機上形成預(yù)涂層，作為過濾介質(zhì)使用，也可以按一定比例均勻地混于被濾液中，然后一起被送入過濾機中，可形成較疏松的濾餅，降低其可壓縮性，使濾液能順暢通過。過濾結(jié)束后被除去。需要回收利用的濾餅，不能加助濾劑。6.過濾設(shè)備的主要選型操作方式操作方式間歇式間歇式連續(xù)式連續(xù)式推動力方式推動力方式重力過濾機重力過濾機真空過濾機真空過濾機加壓過濾機加壓過濾機 我國以粗糧我國以粗糧為發(fā)酵檸檬酸為發(fā)酵檸檬酸原料，醪液含原料，醪液含渣量較多，基渣量較多，基本上都采用加本上都采用加壓式過

13、濾機壓式過濾機n引進國外技術(shù)的廠，采用淀粉水解液為原料，發(fā)酵醪過濾采用帶式過濾機，濾液的復(fù)濾（含除草酸）采用預(yù)涂層真空轉(zhuǎn)鼓機。n奧高布殊發(fā)酵醪過濾新技術(shù)：在帶式過濾機上裝一石膏漿加料器，使石膏在濾帶上先形成預(yù)涂層作過濾介質(zhì)，發(fā)酵醪通過預(yù)涂層過濾，預(yù)涂層和濾餅同步進行至卸料刮刀處，一起被除去。其目標(biāo)是省卻一道復(fù)濾工序，但不適合濾餅回收利用工序。n我國某檸檬酸廠，曾引進德國維斯伐利亞的噴嘴式離心機，分離薯干發(fā)酵醪菌渣，但因渣量多、固體顆粒不均勻易堵塞噴嘴而未成功。某廠用臥螺沉降式離心機分離菌渣大型試驗獲得成功，但處理量偏小，總體投資太大。7.7.除草酸的方法除草酸的方法 發(fā)酵醪中的有機雜酸主要是草

14、酸和葡萄糖酸，他們都能形成鈣鹽沉淀，但前者的溶解度很低，故可在中和前除去，后者溶解度高，中和之后大部分在廢水中排除。 利用草酸鈣溶解度低于硫酸鈣溶解度的原理，在一次濾液中加硫酸鈣，使其生成草酸鈣，在一次濾液復(fù)濾時，一并除去，反應(yīng)方程式如下： （COOH）2 + CaSO4 Ca（COOH）2 + H2SO48.過濾工序的中間檢驗工作過濾工序的中間檢驗工作預(yù)處理前發(fā)酵醪3檸檬酸含量、草酸含量、懸浮物量、殘總糖量預(yù)處理后發(fā)酵醪6檸檬酸含量、懸浮物量、料溫第一次過濾液6檸檬酸含量、懸浮物量、密度濾 餅3檸檬酸含量、含水量第二次復(fù)濾液6檸檬酸含量、草酸含量、懸浮物量、密度取取 樣樣取樣頻率取樣頻率/（

15、次（次/d）檢驗項目檢驗項目（三）（三） 中中 和和1.1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)2.2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)3.3.中和原理中和原理4.4.影響中和的因素影響中和的因素5.5.中和工序應(yīng)注意的問題中和工序應(yīng)注意的問題6.6.中和工序的中間檢驗工作中和工序的中間檢驗工作1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)從發(fā)酵清濾液中提取高純度的四水檸檬酸鈣Ca3(C6H5O7)24H2O；檸檬酸鈣要易過濾和洗滌；廢水中檸檬酸鈣沉淀要限制在最低程度；盡可能減少洗糖水量，把檸檬酸鈣的溶損減少到允許范圍。2.工序的技術(shù)參數(shù)n啟動參數(shù)：包括料液中和中和劑中的成分含量。n技術(shù)參數(shù)：包括中和起始溫度、終止溫度

16、、最終pH等。n效果參數(shù)：包括廢水中檸檬酸鈣含量等。3.中和原理中和原理 中和的原理是基于在一定溫度和pH條件下四水檸檬酸鈣Ca3(C6H5O7)24H2O在水中溶解度極小的特性，用鈣鹽或鈣堿與溶液中的檸檬酸發(fā)生中和反應(yīng)，產(chǎn)生四水檸檬酸鈣從溶液中沉淀析出，除去殘液得到檸檬酸鈣固體。 所用中和劑有CaCO3、Ca(OH)2的漿乳，反方程式為： 2C6H8O7H2O+3CaCO3 Ca3(C6H5O7)24H2O +3CO2 +H2O 2C6H8O7H2O+3Ca(OH)2 Ca3(C6H5O7)24H2O + 4H2O4.影響中和的因素n1、濾液的質(zhì)量n2、pH的控制n3、中和溫度n4、其他陽離

17、子的影響n5、中和劑質(zhì)量的影響n6、攪拌器作用n（1）濾液的質(zhì)量濾液的質(zhì)量，它是關(guān)鍵中的關(guān)鍵問題。帶有懸浮物和蛋白質(zhì)膠體物質(zhì)的濾液，緩沖性大，影響中和終點的控制，用碳酸鈣中和時產(chǎn)生泡沫多而不易消失，這種雜質(zhì)影響檸檬酸鈣結(jié)晶，易吸附或包埋在檸檬酸鈣晶體顆粒內(nèi)，生成的鈣鹽顆粒細小且粘稠，使濾速下降，洗水很難透過濾層，易炭化物難以洗凈，因而造成鈣鹽質(zhì)量差，洗水耗量高、損失多而工效低。n（2）pH的控制的控制 中和終點pH對檸檬酸鈣的質(zhì)量有決定性的影響， pH在偏酸性范圍時，檸檬酸鈣的質(zhì)量比偏堿性條件下純的多，但溶解度也相應(yīng)增加，在接近和達到堿性范圍時，發(fā)酵醪中固有的可溶性有機雜質(zhì)（主要是蛋白質(zhì)和碳水

18、化合物），會形成膠黏性物質(zhì)而析出，許多弱酸絡(luò)合物也會變成不溶性化合物，這些雜質(zhì)都會混入鈣鹽沉淀中。因而造成與因素（1）中所述的同樣后果。n（3）中和溫度中和溫度 從熱水中沉淀或析出的檸檬酸鈣的溶解度約是干燥的四水檸檬酸鈣的兩倍，這是因為，需要液體達到過飽和之后，才能析出檸檬酸鈣固體顆粒。檸檬酸鈣沉淀速度隨溫度的提高而加快，80以上不再增加，其沉淀率在50時，已近極限。溫度對中和的影響與pH同樣重要，在操作時要考慮到“中和放熱反應(yīng)”因素，控制適當(dāng)溫度，使四水檸檬酸鈣成定型結(jié)晶，以較大顆粒析出，以利生產(chǎn)。n（4）其他陽離子的影響其他陽離子的影響 發(fā)酵醪中有較多的金屬陽離子，他們來自于原料、水和中和

19、劑，也都和檸檬酸形成可溶性很大的鹽類，在分離檸檬酸鈣的時候，隨廢水而排走，使收率下降，同時由于這些離子的存在也增大了檸檬酸鈣的溶解度。在中和石灰乳中加一定量的石膏，可解決生產(chǎn)中的可溶性檸檬酸鹽的流損問題。其原理是加加入的硫酸鈣中鈣離子與檸檬酸形成鈣鹽沉淀，入的硫酸鈣中鈣離子與檸檬酸形成鈣鹽沉淀，其他陽離子形成硫酸鹽隨廢水排走。其他陽離子形成硫酸鹽隨廢水排走。n（5）中和劑質(zhì)量的影響中和劑質(zhì)量的影響 對中和劑質(zhì)量的要求，主要是純度高，氧化鎂、二氧化硅、三氧化物含量要低。 這些雜質(zhì)除和檸檬酸反應(yīng)生成可溶性檸檬酸鹽而流損外，三氧化物在石灰消化時或中和過頭偏堿性時，生成大分子氫氧化物膠體，易與檸檬酸反

20、應(yīng)生成絡(luò)合物。二氧化硅在檸檬酸生產(chǎn)過程中生成硅酸鹽，使蒸發(fā)器結(jié)垢，或成膠狀硅酸堵塞管道。n（6）攪拌器作用）攪拌器作用 攪拌器作用是使中和劑和檸檬酸溶液迅速混合均勻，反應(yīng)完全而又不破壞檸檬酸鈣的晶形。 剪切力過大的攪拌器，激烈的長時間攪拌，會將松軟的檸檬酸鈣棒狀結(jié)晶打斷，而形成細小的顆粒，使過濾困難，濾餅含水量高，帶進的雜質(zhì)也相應(yīng)增加。5.中和工序應(yīng)注意的問題中和工序應(yīng)注意的問題中和劑漿乳CaCO3屬中等堿性鹽，故可以干法中和也可以濕法中和； Ca(OH)2屬中等強度的堿，只能用濕法中和。干法中和易中和過頭或局部過堿。未除草酸的濾液，中和時生成的草酸鈣混入檸檬酸鈣中，因其顆粒很細，易堵塞過濾介

21、質(zhì)孔道，影響濾速和洗糖。發(fā)酵醪中有機雜質(zhì)的殘留量，與檸檬酸鈣中的易碳化物（RCS）成正比關(guān)系。檸檬酸鈣中的RCS值，受中和溫度、反應(yīng)時間等的影響。6.中和工序的中間檢驗工作前工段來發(fā)酵過濾液3CAM含量、RCS、懸浮物、透明度、一價陽離子后工段來母液3CAM含量、 RCS 、SO42-、Cl-經(jīng)中和桶加料3CAM含量、RCS、一價陽離子中和劑漿1MgO、濃度、鹽酸中不溶物過濾前中和漿料每批料溫度、pH、濃度（g/dL）檸檬酸鈣濾餅6厚度、 RCS、含水量排出廢水3 CAM含量、懸浮物含量項項 目目檢測頻次檢測頻次/（次（次/d）檢驗項目檢驗項目（四）（四） 酸酸 解解1.1.工序的主要目標(biāo)工序

22、的主要目標(biāo)2.2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)3.3.酸解原理酸解原理4.4.影響酸解的因素影響酸解的因素5.5.化學(xué)法除酸解液中部分離子化學(xué)法除酸解液中部分離子6.6.酸解工序的中間檢驗工作酸解工序的中間檢驗工作1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)把檸檬酸鈣完全分解為檸檬酸和石膏石膏渣中的檸檬酸含量減少到允許程度盡可能提高酸解液中檸檬酸含量控制酸解液中的SO42-在適當(dāng)范圍之內(nèi)酸解液中的石膏微粒要降低到最低限度2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)啟動參數(shù)：啟動參數(shù)：檸檬酸鈣含雜質(zhì)的量、硫酸的純度等；技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：酸解開始溫度、過濾真空度等；效果參數(shù)：效果參數(shù)：酸解液含CAM、SO42- 、 C

23、l-等，石膏含CAM、檸檬酸鈣等。3.酸解原理酸解原理 酸解是利用檸檬酸鈣在酸性條件下，其解離常數(shù)隨H+濃度的增高而增大的特性，在強酸（硫酸）存在的溶液中產(chǎn)生復(fù)分解反應(yīng)，生成難溶于水的石膏（CaSO4）沉淀，而將弱酸（檸檬酸）游離出來，溶存于溶液中。其反應(yīng)方程式如下, Ca3(C6H5O7)24H2O+3H2SO4+4H2O 2C6H8O7H2O+3CaSO42H2O 反應(yīng)產(chǎn)物中有硫酸鈣沉淀，屬不可逆反應(yīng)，因此反應(yīng)產(chǎn)物中有硫酸鈣沉淀，屬不可逆反應(yīng)，因此可以達到完全反應(yīng)?？梢赃_到完全反應(yīng)。4.4.影響酸解的因素影響酸解的因素溫度溫度 溫度與反應(yīng)速度成正比，酸解是放熱反應(yīng)，加之濃硫酸稀釋是要放出大

24、量熱量，故放熱速度加快。 為使反應(yīng)均衡完全，應(yīng)適當(dāng)控制基料溫度和升溫速度；同時溫度也關(guān)系到硫酸鈣的結(jié)晶形態(tài)、溶解度以及它的過濾速度和洗滌難易。 硫酸添加量硫酸添加量 在同一濃度的檸檬酸溶液中，在相同溫度條件下，過量SO42-可降低CaSO4的溶解度。在后續(xù)蒸發(fā)工序中，SO42-含量隨溶液的濃縮而相應(yīng)增高，加大了對設(shè)備的腐蝕性。反應(yīng)速度反應(yīng)速度 加入硫酸速度過快，攪拌混合不均和硫酸加入速度過慢，或中途停頓，會產(chǎn)生硫酸鈣包埋檸檬酸鈣的現(xiàn)象，使反應(yīng)不完全。5.化學(xué)法除酸解液中部分離子化學(xué)法除酸解液中部分離子n鋇鹽沉淀法除SO42- BaCO3+ SO42- BaSO4 +CO32-n亞鐵氰化鈣除Fe

25、3+、Ni2+ Fe3+3Ca2Fe(CN)6 Fe4Fe(CN)63 +6Ca2+ 2Ni2+ +Ca2Fe(CN)6 Ni2Fe(CN)6 +2Ca2+n加硫化物除去Pb2+、As3+ Pb2+H2S PbS +2H+ 2As3+ +3H2S As2S3 +6H+6.6.酸解工序的中間檢驗工作酸解工序的中間檢驗工作硫 酸1含量、As含量酸解罐中的漿料每批終點、 pH，電導(dǎo)率、SO42-、向過濾機加料6濃度、數(shù)量濾液中CAM6含量濾液（酸解液）3Ca2+、 Mg2+、 Na+、 K+、 SO42-、Cl- 、懸浮物、RCS石 膏3水、 CAM 、檸檬酸鈣含量濾餅厚度12 項項 目目抽樣頻次抽

26、樣頻次/ /（次（次/d/d）化驗項目化驗項目( (五五) )凈化（脫色、離子交換）凈化（脫色、離子交換） 1.1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)2.2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)3.3.凈化的基本概念凈化的基本概念4.4.脫色原理及影響因素脫色原理及影響因素5.5.離子交換基本概念離子交換基本概念1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)n除去酸解液中的色素n除去酸解液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等陽離子和SO42-、Cl- 陰離子n盡可能提高凈化檸檬酸的濃度n把檸檬酸的損失降低到允許范圍n把再生劑和水的消耗降到最低限度2.工序的技術(shù)參數(shù)n啟動參數(shù)：粗檸檬酸液中含檸檬酸的量以及含雜質(zhì)的含量；n技術(shù)

27、參數(shù)：酸性陽離子交換樹脂的HCl濃度，堿性陰離子交換樹脂的NaOH濃度；n效果參數(shù)：感官、檸檬酸含量及雜質(zhì)含量。3.凈化的基本概念凈化的基本概念 通過活性炭和陽、陰離子交換樹脂除去粗檸檬酸溶液中的色素和有害的Ca2+、Mg2+、Fe3+ 、 SO42-、Cl- 等離子，成為精制檸檬酸液的過程，即粗檸檬酸液的凈化，或稱離子交換工序。凈化工序的工藝流程：粗檸檬酸液粗檸檬酸液炭柱炭柱陽離子交換柱陽離子交換柱陰離子交換柱陰離子交換柱精檸檬酸液精檸檬酸液脫色脫色去陽去陽離子離子去陰去陰離子離子4.4.脫色原理及影響因素脫色原理及影響因素活性炭的性能活性炭的性能 活性炭具有多孔性網(wǎng)狀骨架，有很大的表面積，

28、故有很強的吸附能力。用于檸檬酸液脫色的活性炭必須具有吸附性能強、機械強度高、再生性好、使用壽命長等特性?；钚蕴康奈阶饔没钚蕴康奈阶饔茫?分為物理和化學(xué)作用，相應(yīng)的吸附力為范德華力和離子引力。吸附力的強弱則由吸附劑和被吸附物質(zhì)的性質(zhì)所決定。 被吸附物質(zhì)的分子量大，則范德華力作用強，小分子物質(zhì)則主要靠靜電引力；活性炭表面存在不飽和鍵，可與色素分子的極性基團形成共價鍵，從而產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。 活性炭脫色是可逆反應(yīng)，它吸附色素的量，取決于顏色的濃度?；钚蕴课缴匾话愣际俏达柡蜖顟B(tài)，因此先用于深顏色脫色的活性炭不能再用于較淺顏色的溶液脫色，反之則可充分發(fā)揮其吸附力。粗檸檬酸液的脫色粗檸檬酸液的脫色

29、 粗檸檬酸液中殘留的色素、蛋白質(zhì)等大分子化合物，分子大小在1100nm，屬膠體物質(zhì)范圍。它們多數(shù)是兩性電解質(zhì)，具有巨大的比表面積，較易被吸附劑吸附，特別是多孔徑的吸附劑，如粉末和顆?；钚蕴俊Ｓ绊懟钚蕴棵撋蛩兀河绊懟钚蕴棵撋蛩兀海?）溫度）溫度：溫度是影響脫色的重要因素，溫度升高，料液的粘度下降，有利于加速分子運動，色素分子向活性炭表面擴散速度加快，易于滲透到活性炭多孔組織的內(nèi)部，接觸機會多，有利于很快達到吸附平衡狀態(tài)。但溫度過高，分子運動過快，由容易使“解吸”速度加快。 在某一溫度條件下吸附的色素，可以在另一溫度條件下“解吸”。所以在生產(chǎn)中，要選擇恒定的適當(dāng)溫度進行脫色。粗檸檬酸溶液脫色，

30、用粉末活性炭，溫度恒定在70左右較好；用顆?；钚蕴?，溫度維持在50左右較有利。（2）時間）時間 吸附過程雖瞬間可完成，但由于被脫色物料有一定的粘度，影響了色素分子向活性炭表面和組織內(nèi)部擴散和吸附的速度，故保持足夠的接觸時間，才能充分發(fā)揮活性炭的吸附速率。 脫色時間不是固定值，要根據(jù)各種客觀條件來選擇最佳時間，對粗檸檬酸脫色，一般在70左右時，維持30分鐘就可達到吸附平衡。（3）活性炭的用量活性炭的用量：取決于被脫色料液的質(zhì)量。色素多、雜質(zhì)多、粘度大的物料，在相同溫度條件下，脫色難度大，活性炭用量多。粗檸檬酸脫色在70左右時，維持30min即可達到吸附平衡。（4）pH：一般在偏酸性溶液中脫色效果

31、比在偏堿性溶液中要好。色素受pH影響，在酸性溶液中一般較淺，在堿性溶液中較深，這可能與色素等大分子物質(zhì)所帶電荷有關(guān)。所以，檸檬酸溶液是在酸性條件下脫色的。5.離子交換基本概念離子交換基本概念 離子交換是指用陽、陰離子交換樹脂，除去酸解液中的有害陽、陰離子的化學(xué)反應(yīng)過程。 離子交換是可逆反應(yīng)，故樹脂經(jīng)再生后可重復(fù)使用。6、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu) 離子交換樹脂母體是高分子化合物與交聯(lián)劑化合物的共聚物，在分散劑中及特定條件下形成球形。交聯(lián)劑起網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架作用。如在母體合成時，加入一種惰性溶劑，合成完成后，從母體顆粒中除去其中的惰性溶劑，就可制成母體具有大孔結(jié)構(gòu)的各種類型的離子交換樹

32、脂。 離子交換樹脂的交換基團，是在樹脂母體成形后，再通過化學(xué)反應(yīng)，按樹脂類型引進的。7、離子交換樹脂的交換容量、離子交換樹脂的交換容量 交換容量是離子交換樹脂的重要特征之一。它表示該離子交換樹脂對交換離子所能吸取的數(shù)量，有4種表示方法；總交換容量總交換容量：指某種離子交換樹脂內(nèi)，全部可交換活性基團的數(shù)量，此值取決于離子交換樹脂內(nèi)部組成，與外界溶液條件無關(guān)，是一個固定常數(shù)。平衡交換容量平衡交換容量：指在一定的外界溶液條件下，達到平衡狀態(tài)時該離子交換樹脂所能吸取的某種離子的數(shù)量。工作交換容量工作交換容量：指在離子交換過程中，當(dāng)濾過液中開始出現(xiàn)離子時所達到的交換容量。這是實際工作運轉(zhuǎn)中可利用的交換容

33、量。有效交換容量有效交換容量：指工作交換容量減去因洗滌而損失的交換容量。 一般，總交換容量平衡交換容量工作交換容量有效交換容量( (六六) )蒸發(fā)蒸發(fā)1.1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)2.2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)3.3.蒸發(fā)的基本概念蒸發(fā)的基本概念4.4.蒸發(fā)的方式蒸發(fā)的方式5.5.影響蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的因素影響蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的因素6.6.蒸發(fā)工序應(yīng)注意的事項蒸發(fā)工序應(yīng)注意的事項7.7.蒸發(fā)工序的中間檢驗工作蒸發(fā)工序的中間檢驗工作1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)及時地將檸檬酸凈化液蒸發(fā)（濃縮）至規(guī)定濃度，為結(jié)晶工序及時供料；保證濃縮液質(zhì)量；把蒸汽消耗、檸檬酸流損降低到允許范圍。2.工序

34、的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)啟動參數(shù)：料液中含CAM、易炭化物、Ca2+等的含量，以及蒸汽壓力 、冷卻水溫度。技術(shù)參數(shù)：料溫、蒸發(fā)完成液濃度等。3.蒸發(fā)的基本概念 借加熱作用使溶液中一部分溶劑被汽化并不斷排除，使溶液中溶質(zhì)濃度提高，從而達到濃縮的目的，這個物理操作過程稱為蒸發(fā)蒸發(fā)。 以分子運動學(xué)的觀點解釋則為，當(dāng)溶液受熱使溶劑分子獲得的動能超過分子間的吸引力時，就會逸出液面，成為蒸汽分子，即為汽化汽化。 在蒸發(fā)過程中需立即排除蒸汽分子，否則蒸汽與溶液之間的傳質(zhì)將逐漸平衡，汽化逐步減弱，而蒸汽分子逸出時又帶走了熱量，故蒸發(fā)是在不斷供熱和排熱的條件下進行的。n液體分子在任何情況下，都有汽化傾向，因而使

35、液體有一定的蒸汽壓。對水溶液而言。其蒸汽壓的大小，取決于溫度和溶質(zhì)含量。溶質(zhì)含量越高或溫度越低，則溶液的蒸汽壓越低，反之則越高。n工業(yè)上常用的蒸發(fā)熱源是飽和蒸汽，稱為加熱蒸汽或生蒸汽。溶液汽化所形成的蒸汽分子，稱為二次蒸汽。4.蒸發(fā)方式蒸發(fā)方式 蒸發(fā)可以在沸點或低于沸點條件下進行，前者的速率遠超過后者，故工業(yè)上多采用在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。 蒸發(fā)也可在常壓、加壓、減壓條件下進行，減壓蒸發(fā)可降低物料的沸點溫度，從而提高了熱源與物料間的溫度差，因而增大了單位面積上的單位時間傳熱量，加速了蒸發(fā)過程，也即提高了單位設(shè)備的生產(chǎn)效率。 蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的二次蒸汽，可再次利用其熱量。把二次蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝成水而排除

36、，全部用生蒸汽為熱源的蒸發(fā)方式稱為單效蒸發(fā)；將二次蒸汽作為另一臺蒸發(fā)器的熱源的蒸發(fā)方式稱為雙效蒸發(fā)；雙效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽再用于第三臺蒸發(fā)器加熱的蒸發(fā)方式則稱為三效蒸發(fā)。5. 影響蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要因素影響蒸發(fā)器生產(chǎn)強度的主要因素傳熱傳熱 影響蒸發(fā)器傳熱的主要因素有蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、設(shè)備材質(zhì)、有效溫度差、二次蒸汽的排除是否通暢、不凝性氣體是否及時排除、物料粘度及液位高度。 我國檸檬酸生產(chǎn)常用自然外循環(huán)式蒸發(fā)器，為防止逃料，常采用大容積蒸發(fā)室，但如果物料液位太高，也會影響傳熱。有效溫度差有效溫度差 加熱蒸汽與溶液間的溫度差，對液體的循環(huán)強度有顯著影響。溶液質(zhì)量溶液質(zhì)量 溶液的濃度和粘度對傳熱系數(shù)

37、均有影響。對檸檬酸生產(chǎn)而言，初蒸發(fā)料液濃度越高越有利于提高設(shè)備利用率，從而提高產(chǎn)量、節(jié)能、縮短物料受熱時間。 6.蒸發(fā)工序應(yīng)注意的事項蒸發(fā)工序應(yīng)注意的事項n使用大力噴射泵和大氣式冷凝器的真空系統(tǒng)，要特別注意防止冷卻水的“回灌”，一旦發(fā)生“回灌”，則料液一定要返回前工序重新處理。n加熱器在工作時，切不可斷料。n在正常操作時，發(fā)現(xiàn)真空度明顯下降，可檢查以下原因： 1 蒸汽壓力過高，供熱量太大，二次蒸汽來不及排除；2 冷卻水流量不足，水溫偏高；3 水力噴射泵噴嘴堵塞，真空泵發(fā)生故障；4 水力噴射泵的供水泵壓頭下降；5 蒸發(fā)室內(nèi)泡沫過多或“逃料”。6 蒸發(fā)器機組或二次蒸汽管道滲漏。7.蒸發(fā)工序的中間檢

38、驗工作來料液3濃度、易炭化物、Ca2+、 Mg2+、 Fe3+ 、SO42-、Cl- 、機械雜質(zhì)返回的母液3同上一效、二效出料6 濃度蒸發(fā)完成液每批相對密度項項 目目取樣頻次取樣頻次/（次（次/d）檢驗項目檢驗項目( (七七) )結(jié)晶結(jié)晶1.1.工序的主要目標(biāo)工序的主要目標(biāo)2.2.工序的技術(shù)參數(shù)工序的技術(shù)參數(shù)3.3.結(jié)晶的基本概念結(jié)晶的基本概念4.4.相平衡及溶解度相平衡及溶解度5.5.晶核形成條件晶核形成條件6.6.影響結(jié)晶的主要因素影響結(jié)晶的主要因素7.7.檸檬酸結(jié)晶檸檬酸結(jié)晶8.8.結(jié)晶操作應(yīng)注意的事項結(jié)晶操作應(yīng)注意的事項9.9.結(jié)晶工序的中間檢驗工作結(jié)晶工序的中間檢驗工作1.工序的主要

39、目標(biāo)工序的主要目標(biāo)及時地從檸檬酸濃縮液中結(jié)晶出晶體并分離母液；濕檸檬酸晶體要粒度均勻，理化指標(biāo)符合等級標(biāo)準(zhǔn)，游離水含量盡可能低；保持較高的結(jié)晶率和結(jié)晶收率；防止母液被污染和稀釋。2.工序的技術(shù)參數(shù)啟動參數(shù)啟動參數(shù)：檸檬酸濃縮液相對密度、冷卻水溫度、洗晶體的無離子水溫度；效果參數(shù)效果參數(shù)：濕檸檬酸晶體游離水含量，以及其它理化指標(biāo)。3.結(jié)晶的基本概念結(jié)晶的基本概念 使溶解于溶劑中的溶質(zhì)呈結(jié)晶狀以液相中析出的過程，稱為結(jié)晶結(jié)晶。它是制備純凈物質(zhì)的有效方法之一。 結(jié)晶的形成具有高度的選擇性，只有同類分子或離子才能結(jié)合成晶體，所以晶體是化學(xué)均一化學(xué)均一的固體，它具有規(guī)則的晶形和以同類原子、離子和分子在空

40、間晶格的結(jié)點上對稱排列的結(jié)構(gòu)特征。 結(jié)晶條件對結(jié)晶水合作用結(jié)晶水合作用有很大的影響。由于水合作用，溶質(zhì)可成為具有一定晶形的晶體水合物，晶體水合物中含有一定數(shù)量的溶劑分子，稱為結(jié)晶水結(jié)晶水。 這種結(jié)晶水的含量不但決定著晶體的形態(tài)，而且決定晶體的物理性質(zhì)，例如：一水檸檬酸是在36.6以下結(jié)晶析出，晶形屬斜方晶系斜方晶系，熔點70-75，放置于干燥的空氣中，結(jié)晶水易從晶格中逸出而發(fā)生風(fēng)化。無水檸檬酸是在36.6 以上結(jié)晶析出，晶形為單斜晶系單斜晶系的棱形-雙棱錐體，熔點為153。 結(jié)晶水合物有一定的蒸汽壓強，在某種溫度條件下，其蒸汽壓強若高于周圍空氣中的水蒸氣壓強，則結(jié)晶水合物易失去結(jié)晶水而風(fēng)化風(fēng)化

41、；反之，若其蒸汽壓強低于周圍空氣中的水蒸氣壓強，貯存時，則從周圍的空氣中吸收水分，而逐漸潮解潮解。4.4.相平衡及溶解度相平衡及溶解度 任何固體物質(zhì)與其溶劑形成的溶液，如達到該物質(zhì)的正常溶解度，稱之為飽和溶液飽和溶液，則該固體物質(zhì)的析出與溶解處于相平衡；若超過正常溶解度，稱之為過飽和溶液過飽和溶液，則該固體物質(zhì)在溶液中的超量溶解部分，遲早將會析出。 要使固體溶質(zhì)結(jié)晶析出，必須首先設(shè)法使該溶液呈過飽和狀態(tài)。 工業(yè)上兩種形成過飽和溶液的方法： 移除部分溶劑移除部分溶劑，即利用在沸點時蒸發(fā)或汽化的方法除去溶劑，形成過飽和溶液。如連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶；不移除部分溶劑不移除部分溶劑，即先形成飽和溶液，再借助降溫

42、冷卻形成過飽和溶液。如間歇常壓降溫結(jié)晶。1020304050607080901020304050607080900不穩(wěn)區(qū)不穩(wěn)區(qū)穩(wěn)定區(qū)穩(wěn)定區(qū)介穩(wěn)區(qū)介穩(wěn)區(qū)刺激起晶區(qū)刺激起晶區(qū)育晶區(qū)育晶區(qū)t/檸檬酸溶解度檸檬酸溶解度/ /檸檬酸的飽和溶解度與臨界溫度的關(guān)系檸檬酸的飽和溶解度與臨界溫度的關(guān)系圖中-是兩段直線，在36.6處有一個轉(zhuǎn)折點，即無水檸檬酸和一水檸檬酸的臨界溫度點。在-上的溶液飽和度為1。曲線- 上的溶液達到了最大飽和度，為“過飽和曲線”5、晶核的形成和晶體的成長、晶核的形成和晶體的成長 溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出的全過程，可分為兩個階段：首先形成微細的“晶核”（晶體的核心部分），此階段稱為“起晶起晶

43、”；然后晶核成長成為一定大小和形狀的晶體，此階段稱為晶體的成長或“育晶育晶”。 二者的推動力都是溶質(zhì)分子之間的引力，其逆過程就是溶解溶解，溶解的動力，可簡單的認(rèn)為是溶劑分子對溶質(zhì)分子的分散作用。 溶質(zhì)分子之間的引力與溶液的過飽和度有關(guān)。當(dāng)過飽和度增大時，溶質(zhì)的濃度增大，溶質(zhì)分子間的距離縮小而引力增大，溶劑分子對溶質(zhì)分子的分散作用相對減弱。 當(dāng)過飽和度達到一定程度時，溶質(zhì)分子之間的引力使溶質(zhì)質(zhì)點彼此靠攏，碰撞的機會增多，使它們有規(guī)則地聚集和排列，放出能量，形成了晶體。 在結(jié)晶過程中，晶核形成的速率如遠大于晶體生長的速率，則產(chǎn)品中的晶體小而多，反之大而少。若能控制兩者的成長速率，則可控制晶體大小。

44、6.6.晶核形成條件晶核形成條件 晶核形成的條件是：當(dāng)溶液濃度達到臨界濃度，晶核顆粒半徑超過臨界半徑時，晶核才能穩(wěn)定存在，并進一步成長。 晶核的形成有三種方式：初級均相初級均相成核、初級非均相成核、外加晶核成核、初級非均相成核、外加晶核。 通過蒸發(fā)使溶液的過飽和度增大，而達到不穩(wěn)定區(qū)時，溶液中可以自發(fā)地產(chǎn)生晶核，即為“自然起晶”，所產(chǎn)生的晶核為初級均相成核；初級均相成核；當(dāng)溶液處于介穩(wěn)區(qū)時，采用刺激手段（如機械振動、劇烈攪拌超聲波、攪拌降溫等）產(chǎn)生晶核，這種操作稱為“刺激起晶”，產(chǎn)生的晶核為初級初級非均相成核非均相成核；外加晶核即人為地添加晶種誘發(fā)起晶，稱為“晶種起晶法”，也稱“二次成核”。操

45、作是在溶液的介穩(wěn)區(qū)進行，在起晶前加入一定數(shù)量和粒度的晶種做晶核，這是控制晶核數(shù)量和晶體大小最有效的方法。7、晶體生長過程、晶體生長過程 晶體生長基本上分兩個過程進行，即晶體表晶體表面沉積過程面沉積過程和分子擴散過程分子擴散過程。 溶液中一旦出現(xiàn)了晶核之后便分成固、液兩相，固相晶核周圍的溶質(zhì)分子運動到達晶核表面吸附層時，即發(fā)生表面反應(yīng)，便不斷地沉積在晶核的表面上，因而使緊靠晶粒的區(qū)域中溶質(zhì)分子濃度降低，同時因結(jié)晶放出能量，使該區(qū)域的溫度上升，從而使該區(qū)域的溶質(zhì)分子過飽和度下降，可認(rèn)為=1，即溶質(zhì)濃度等于飽和濃度Cs。 如果維持母液的濃度CCs ，則在晶粒周圍形成了一層具有濃度梯度的液膜，稱為境界

46、膜境界膜。在此濃度差的推動下，溶質(zhì)分子會不斷地透過境界膜向晶粒表面擴散并排列在晶粒表面上，使晶粒長大，直到母液濃度降低到Cs為止。晶體生長模型晶體生長模型母液和晶體混合體體系示意圖母液和晶體混合體體系示意圖 若擴散是限速過程，則晶體生長速度可用擴散運動公式表示： c-境界膜兩邊的濃度差（mol/L）, c=c-cs A -晶粒表面積（m2） - 境界膜厚度（m） D - 擴散系數(shù)，與絕對溫度成正比，與粘度成反 比。 dmdt= DcA Kg/（m2h）8.8.影響結(jié)晶的主要因素影響結(jié)晶的主要因素 過飽和度過飽和度 溶液的過飽和度，決定了境界膜兩邊的濃度差，過飽和度大，結(jié)晶速度快。 晶類表面積晶

47、類表面積 一定濃度的溶液中，所能結(jié)晶出的溶質(zhì)量是有限度的，當(dāng)單位體積中固相的量一定時，則晶核越細，晶核數(shù)目就越多，因而它的表面積也越大，結(jié)晶速度也越快。但這種晶體細而多，與母液分離困難，檸檬酸產(chǎn)品易結(jié)塊。 溫度溫度 結(jié)晶速度與絕對溫度成正比。因為溫度升高時，料液粘度下降，增大了溶質(zhì)分子的動能，擴散加快，同時也使溶液的過飽和度降低，又使擴散的動力下降。溫度變化幅度較大時，還會影響結(jié)晶形態(tài)和分子結(jié)構(gòu)。 檸檬酸常壓降溫間歇結(jié)晶工藝，攪拌轉(zhuǎn)速是恒定的，控制降溫速度則是控制結(jié)晶諸多效果的主要手段。境界膜厚度（境界膜厚度（ ） 境界膜厚度與結(jié)晶速度成反比。 這是因為溶液c一定時，濃度梯度（c/ )與境界膜

48、厚度成反比。境界膜厚度影響晶粒的運動狀況，境界膜厚度小，溶液流動性好，有利于溶質(zhì)分子擴散，結(jié)晶速度加快。 因此，采用機械攪拌或泵循環(huán)的方法，加快晶漿的流動性，有利于晶體正常生長速度和結(jié)晶速度。但過度劇烈地攪拌，會使晶粒損傷或斷裂，形成碎屑，對結(jié)晶不利，動力消耗也大。料液粘度料液粘度 料液粘度與結(jié)晶速度成反比，與境界膜厚度成正比。料液粘度愈大，溶質(zhì)分子擴散所受的阻力也越大，擴散速度降低，分子間距拉大，結(jié)晶速度因而減慢。 此外，使母液與晶體分離難度增加，洗晶體用水量加大。8.檸檬酸結(jié)晶檸檬酸結(jié)晶 一水檸檬酸結(jié)晶一水檸檬酸結(jié)晶過程如右圖所示：當(dāng)溫度在55時，檸檬酸的飽和濃度是73%。把A點物料濃縮到

49、B點時，已呈過飽和狀態(tài)（81%），立即移入結(jié)晶罐中，啟動攪拌器，用冷水降溫，體系狀態(tài)由B點移向K點，達到臨界溫度。刺激起晶或添加晶種，開始結(jié)晶，控制溫度低于36。 溶液處于C點育晶區(qū)時，加速降溫，使體系狀態(tài)按C E路線進行，至10以下時結(jié)晶結(jié)束。一水檸檬酸結(jié)晶圖解一水檸檬酸結(jié)晶圖解 如果采用自然起晶法，則先要將料溫降到D點（約30），待溶液中出現(xiàn)大量晶核后，減慢降溫速度，使體系狀態(tài)按D E路線進行，最后至10以下時結(jié)束。此法速度雖較快，但核晶數(shù)目不易控制。 結(jié)晶結(jié)束后的晶漿應(yīng)及時離心，分離出晶體，并用少量無離子冷水沖洗晶體表面附著的母液，然后干燥。母液送到前段工序處理（中和、酸解、凈化、蒸發(fā)）

50、。無水檸檬酸結(jié)晶無水檸檬酸結(jié)晶的臨界溫度在36.6以上，因此它的體系過飽和溫度要高，結(jié)晶溫度要控制在40以上，其結(jié)晶過程如右圖所示： 當(dāng)A點溶液濃縮到B點（83%、60）后，移入結(jié)晶罐中，啟動攪拌，用水冷卻到C點（48），刺激起晶或添加無水檸檬酸晶種作為晶核，控制溫度在4042，育晶，使體系按C D路線進行至結(jié)晶結(jié)束，最終溫度不低于40。 然后加熱離心，分離出母液，再用40以上無離子水洗晶，最后干燥。整個過程都要保持料溫在臨界溫度以上，防止?jié)窬蒀AM。 無水檸檬酸結(jié)晶圖解無水檸檬酸結(jié)晶圖解9.結(jié)晶操作應(yīng)注意的事項結(jié)晶操作應(yīng)注意的事項禁止用玻璃溫度計直接測定晶漿溫度，防止因溫度計破碎而產(chǎn)生污染產(chǎn)品。結(jié)晶罐攪拌轉(zhuǎn)速不宜過快，以晶體不沉淀為度。過快，易擦傷或打碎晶體，甚至刺激產(chǎn)生次級晶核。過慢，晶體易沉積于罐底，或在罐壁形成聚晶。用搪瓷結(jié)晶罐，要注意搪瓷剝落污染產(chǎn)品的問題。嚴(yán)禁鏟、刮罐壁晶垢，防止損傷搪瓷表面。晶垢只能用少量熱水沖洗，輕微晶垢在下次進熱料時可被溶解。一水檸檬酸離心分離母液時，晶漿料溫